Flow stress modelling in large strain region during non-monotonic loading for new guideline to improve formability

令和4年度はサーボプレス機を用いて実施する大型のチャネルダイ圧縮試験の金型設計に取り組んだ。令和3年度の成果から、円柱状圧縮試験ではほとんど応力緩和による影響が見られないことが明らかとなったことから、より均一に圧縮できるチャネルダイ圧縮試験を行い、真ひずみ0.7程度まで均一に圧縮できる条件を明らかにした。しかしながら、より大きなひずみを得ようとした際には、途中で座屈のような変形状態となってしまうことが問題であった。そこで、令和4年度は表面の影響を少なくするため、よりスケールアップしたチャネルダイ圧縮試験用金型の設計に取り組んだ。有限要素法を用いた金型変形計算によって、1000系のアルミニウム合金を想定した際に、真ひずみ2程度まで圧縮できる形状を明らかにした。また、入力した材料の応力ひずみ曲線と、摩擦や金型の変形を考慮した際の荷重の計算結果から算出した応力ひずみ曲線が良く一致していることが確認できた。次に、摩擦の影響を少なくするために、種々の潤滑剤を用いた際の摩擦係数を、リング状試験片の圧縮試験により調査した。その結果、0.1程度の摩擦係数を得ることのできる条件を明らかにした。これらの結果から、サーボプレス機に設置可能な金型を設計し、製作を進めているところである。今後、この金型を用いて高ひずみ域の応力ひずみ曲線および、除荷、保持の影響を調査する予定である。並行して、高ひずみ域での割れの予測に関する円柱状圧縮試験の計画も進めており、高ひずみ域での応力ひずみ関係が得られれば、即座に割れの予測に応用できる見込みである。

令和4年度はサーボプレス機を用いて実施する大型のチャネルダイ圧縮試験の金型設計に取り組んだ。令和3年度の成果から、円柱状圧縮試験ではほとんど応力緩和による影響が見られないことが明らかとなったことから、より均一に圧縮できるチャネルダイ圧縮試験を行い、真ひずみ0.7程度まで均一に圧縮できる条件を明らかにした。しかしながら、より大きなひずみを得ようとした際には、途中で座屈のような変形状態となってしまうことが問題であった。そこで、令和4年度は表面の影響を少なくするため、よりスケールアップしたチャネルダイ圧縮試験用金型の設計に取り組んだ。有限要素法を用いた金型変形計算によって、1000系のアルミニウム合金を想定した際に、真ひずみ2程度まで圧縮できる形状を明らかにした。また、入力した材料の応力ひずみ曲線と、摩擦や金型の変形を考慮した際の荷重の計算結果から算出した応力ひずみ曲線が良く一致していることが確認できた。次に、摩擦の影響を少なくするために、種々の潤滑剤を用いた際の摩擦係数を、リング状試験片の圧縮試験により調査した。その結果、0.1程度の摩擦係数を得ることのできる条件を明らかにした。これらの結果から、サーボプレス機に設置可能な金型を設計し、製作を進めているところである。今後、この金型を用いて高ひずみ域の応力ひずみ曲線および、除荷、保持の影響を調査する予定である。並行して、高ひずみ域での割れの予測に関する円柱状圧縮試験の計画も進めており、高ひずみ域での応力ひずみ関係が得られれば、即座に割れの予測に応用できる見込みである。